Question

如图甲所示电路中，R₁＝R₂＝R₃＝10Ω，S断开时，电压表示数为16V，S闭合时，示数为10V，若电压表可视为理想的，求：

（1）电源电动势和内阻各为多大？

（2）闭合S前后R₁消耗的功率分别多大？

（3）若将原电路改为下图乙所示电路，其他条件不变，则S断开和闭合时电压表的示数分别为多大？

Answer

（1）E=20V，r=5Ω（2）6.4W；2.5W（3）断开8V；闭合5V

【解析】试题分析：当断开S时， 中电流可视为零（因理想伏特表内阻可视为无限大），两端电压也可视为零，故伏特表指示的是电源的路端电压．当闭合S时，伏特表指示的是两端电压，外电路结构是： 与并联，再跟串联，结合闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻；通过功率的公式分别求出闭合s前后消耗的功率．S断开，电压表测的是两端电压；S闭合，电压表测的是、并联后的电压．

（1）在图甲中，当断开S时， 中电流可视为零（因理想伏特表内阻可视为无限大），两端电压也可视为零，

故伏特表指示的是电源的路端电压．又此时外电路是串联，所以，电路中总电流：

由闭合电路欧姆定律得①，

当闭合S时，伏特表指示的是R2两端电压，外电路结构是：R1与R3并联，再跟R2串联，此时电路中总电流：

外电路总电阻为：

②，由①②得：

（2）闭合S前后， 消耗的功率分别为：

（3）S断开：电压表测的是R1两端电压：U=0.08×100=8V

S闭合：电压表测的是并联后的电压：U=0.1×50=5V